焊接培训内容

主要内容
第一部分：焊工资质 (2)
第二部分：焊接材料 (16)
第三部分：焊接知识 (22)
第四部分：焊接缺陷 (29)
第五部分：焊接工艺评定 (34)
依据
特种设备焊接操作人员考核细则 TSG Z6002-2010
承压设备焊接工艺评定 NB/T47014-2011
压力容器焊接规程 NBT47015-2011
现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB50236-2011
石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范SH3501-2011石油化工铬钼耐热钢焊接规程 SH3520-2004
石油化工铬镍不锈钢、铁镍合金和镍合金焊接规程SH3525-2009
非合金钢及细晶粒钢焊条 GB/T5117-2012
热强钢焊条 GB/T5118-2012
不锈钢焊条 GB/T983-2012
焊接用不锈钢丝 YB/T5092-2005
承压设备用焊接材料订货技术条件 NB/T47018-2011
第一部分：焊工资质
1.1、焊接哪些焊缝的焊工，应持有特种设备作业人员证？（焊工证）
1.1.1、承压类设备的受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、受压元件母材表面堆焊；
1.1.2、机电类设备的主要受力结构（部）件焊缝，与主要受力结构（部）件相焊的焊缝；
1.1.3、融入前两项焊缝内的定位焊缝。

受压元件定义：承受压力载荷（包括内应力或外压）的容器零部件。

GBT26929-2011压力容器术语
承压设备包括（锅炉、压力容器、压力管道）特种设备安全法、特种设备安全监察条例1.2、焊工资质主要因素
1.2.1、焊接方法
1.2.2、金属材料类别
1.2.3、填充金属类别
1.2.4、试件位置
1.2.5、衬垫
1.2.6、焊接工艺因素
1.2.7、焊缝金属厚度
1.2.8、管材外径
1.3焊工资质覆盖规则
1.3.1焊接方法：10种
1.3.1.1变更焊接方法，焊工需重新考试
1.3.1.2在同种焊接方法，手工焊焊工变更为焊机操作工，或反之需重新考试。

（二氧化碳手工焊与二氧化碳自动焊不能互相代替）
1.3.1.3自动焊焊工变更为机动焊焊工。

术语：机动化程度
机动焊：焊工操作焊机进行调节与控制工艺参数而完成的焊接。

自动焊: 焊机自动进行调节与控制工艺参数而完成焊接。

1.3.2金属材料类别：
焊工采用某类别任一钢号考试合格，下列情况不需要考试。

1.手工焊焊工焊接该类别其他钢号；
2.手工焊焊工焊接该类别钢号与类别号较低钢号组成的异种钢号焊接接头；
3.除FeIV类外，手工焊焊工焊接较低类别钢号；
4.焊机操作工焊接各类别中的钢号；
5.焊接异类别钢号管板角接头（或管材角焊缝）经考试合格后，视为该焊工已通过试件中较高类别钢的焊接操作技能考试。

总结；1.手工焊I、II、III类别母材，高类别可覆盖低类别。

2.焊机操作工可覆盖全部。

角焊缝角接头
1.3.3、焊接金属（焊材）
1.3.3.1手工焊焊工采用某类别填充金属材料，经焊接操作技能考试合格后，适用于焊件相应种类的填充金属材料类别范围如下表:
常用焊材：J422——E4303、J427——E4315、J507——E5015
A102——E308-16、A107——E308-15、A132——E347-16、A137——E347-15、A302——E309-16、A307——E309-15、A312——E309Mo-16
R307——E5515-B2、R507——E5MoV-15
W707Ni——E5515-N5
1.3.3.2焊机操作工采用某类别填充金属材料，经焊接操作技能考试合格后，适用于焊件相应种类的各类别填充金属材料。

1.3.3.3焊接操作技能考试合格，变更焊机型号、保护气体种类、钨极种类不需要重新考试。

1.3.4焊接位置
焊接位置图
焊件位置使用范围
*注意* 手工焊工向上立焊和向下立焊不能相互替代。

从以上图标可以看出以下关系
管板角接头试件考试合格的焊工只适用于管板角接头焊件和焊件角焊缝，不适用于焊件对接焊缝。

对接焊缝试件不能适用于管板角接头焊件；管板角接头试件不能适用于对接焊缝试件。

1.3.5衬垫
板（管）材对接焊缝试件、管板角接头试件分带衬垫和不带衬垫两种。

试件和焊件的双面焊、角焊缝，焊件不要求焊透的对接焊缝和管板角接头均视为带衬垫。

手工焊焊工和焊机操作工采用不带衬垫对接焊缝试件和管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于带衬垫对接焊缝试件和管板角接头焊件，反之不使用。

1.3.6焊接工艺因素
当焊接工艺因素代号01、02、03、04、06、08、10、12、13、14、15、
16、19、20、21、22中某一代号因素变更，需重新考试。

1.3.7焊缝金属厚度
试件厚度适用范围
焊机操作工考试合格后，适用焊件母材厚度不限
1.3.8焊缝外径适用范围
焊接术语：
焊件用焊接方法连接的或有堆焊层的承压设备或其零部件。

焊件包括母材和焊接接头（或堆焊层）。

试件按照预定的焊接工艺制成的用于试验的焊件
角焊缝适用范围（管材外径）
角焊缝
手工焊焊工和焊机操作工采用对接焊缝试件和管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后，除其他条款规定需要重新考试外，适用于角焊缝试件，且母材厚度和管径不限。

手工焊焊工和焊机操作工采用管材角焊缝试件，经焊接操作技能考试合格后适用于管材角焊缝如下表：
1.4焊工操作技能考试项目代号
1.4.1焊工资质应用举例
SMAW-FeII-1G（K）-14-Fef3J
GTAW-FeI-5G-3/60-FefS-02/11/13和SMAW-FeI-5G（K）-5/60-Fef3J
SAW-1G(K)-07/09
第二部分：焊接材料
1、焊接材料应符合什么规定?
1.1.1、焊接材料应具有合格的制造厂的质量证明文件。

（材料说明）1.1.2、焊条、焊丝、焊剂等应符合国家现行标准。

1.2、什么是焊接材料？
焊接材料：是焊接时使用的形成熔敷（覆）金属的填充材料，保护熔融金属不收空气污染的保护材料。

包括焊条、焊丝、电极、焊剂、气体等。

焊材代号有两种，型号和牌号。

型号：是表示符合国家、行业标准焊材的代号，焊材型号中表示了焊材的主要特征。

如焊材的类别、类型、焊材特点、性能、焊接位置及焊接电流等。

牌号：由生产厂命名，也可以由行业组织统一命名作为出厂产品的名称。

1.2.1碳钢焊条
例如型号 E4315 牌号J427 四川大西洋牌号CHE427
1.2.2热强钢焊条
1.2.3不锈钢焊条
1.2.4焊丝
碳钢、低合金钢焊丝
不锈钢焊丝
现行焊条、焊丝执行标准
非合金钢及细晶粒钢焊条 GB/T5117-2012
热强钢焊条 GB/T5118-2012
不锈钢焊条 GB/T983-2012
焊接用不锈钢丝 YB/T5092-2005
承压设备用焊接材料订货技术条件 NB/T47018-2011
1.3常用焊条、焊丝型号-牌号对照表
钢号焊丝型号焊丝牌号焊条型号焊条牌号20#、20G、Q245R
ER50-6TIG-50E4315J427等
16Mn、Q345R ER50-6TIG-50E5015J507
15CrMo、
ER55-B2H08CrMoA E5515-B2R307 15CrMoR、
1Cr5Mo ER55-B6H1Cr5Mo E5MoV-15R507
异种钢焊接焊材对照表
1.4、选择焊材原则
1.4.1碳素钢相同钢号相焊
选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值，或符合设计文件规定的技术条件（例如设计规定低温冲击韧性、含碳量、铁素体含量等等）
1.4.2强度性低合金钢相同钢号相焊
选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值，
或符合设计文件规定的技术条件（例如Q345R、16Mn、WCB、等等）
1.4.3耐热型低合金钢相同钢号相焊
A选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值。

B焊缝金属中的Cr、Mo含量与母材规定相当，或符合设计文件规定的技术要求。

力学性能：是指金属材料在外力作用下所表现的行为特性。

包括强度、硬度、塑性、韧性等
化学性能：在不同条件下介质对承压设备材料可能产生各种不同类型的腐蚀表现的稳定性。

如耐腐蚀性、抗氧化性等。

1.4.4低温型低合金钢相同钢号相焊
选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值，或符合设计文件规定的技术条件（09MnNiDR）
1.4.5高合金钢相同钢号相焊
选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值。

当需要时，其耐腐蚀性能不应低于母材相应要求，或力学性能和耐腐蚀性能符合设计文件规定的技术条件。

低合金钢：当合金元素的总含量不超过5%的钢材成为低合金钢。

高合金钢：合金元素总量超过10%的钢为高合金钢。

（不锈钢）
1.5焊条、焊剂的烘干与保温
焊条、焊剂应按产品说明书规定的规范进行再烘干，经烘干之后可放入保温箱内（100-150℃）待用，焊条烘干次数不超过3次，烘干后的焊条领出后应放置在保温桶中随用随取，在焊条保温桶中放置4h应重新烘干，但重复烘干的次数不得超过2次。

NBT47014-2011
1.6焊条标识
第三部分：焊接知识
1.焊接定义：通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。

2.焊接环境要求禁止施焊：
风速大于2m/s，其他方法大于10m/s；
相对湿度不大于90%；
雨雪环境；
焊件环境温度低于-20℃。

(低于0℃或-5℃)
3.当焊件温度为-20~0℃时，应在始焊处100mm范围内预热到15℃以上。

4.焊接管子、管件、设备筒体时，焊接接头应错开。

5.焊接时应注意道间和层间清理，及时发现焊接缺陷。

6.每条焊缝宜一次焊完，当焊接中断时，对冷裂纹敏感的焊件应及时采取保温、后热或缓冷措施，重新焊接仍按原规定预热。

7.引弧板、组对挡块等不应锤击拆除。

8.不锈钢焊件采用焊条电弧焊时，坡口两侧各100mm范围内应涂刷白粉。

9.定位焊的焊缝不得有裂纹及其他缺陷。

10.含铬量大于或等于3%或者合金元素含量大于5%的焊件，采用钨极惰性气体保护电弧焊或熔化极气体保护电弧焊进行根部焊接时，焊缝背面应充氩气或其他保护气体，或应采取其他防止背面焊缝金属被氧化的措施。

例如下表-GB50236-2011
11.低温钢、奥氏体不锈钢等应采用小电流、短电弧、快速焊和多层多道焊工艺，并应控制道间温度，焊条的摆动幅度不超过焊条直径的2.5倍，碳钢、低合金钢层间温度≤250℃，不锈钢层间温度≤150℃，低温钢≤100℃。

12.焊缝外观质量应逐件进行检查，不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在，压力容器焊缝外观检查执行GB150的规定，有毒、可燃介质管道焊缝外观检查执行SH3501的规定，其他管道和设备焊缝外观检查执行GB50236/GB20801的规定或按照设计要求。

13.焊接铬钼钢，当设计温度低于425℃，且因现场施工条件限制难于进行焊后热处理，经设计单位或建设单位同意，可选用25%Cr-13%Ni及以上奥氏体焊接材料进行焊接，焊后不做热处理。

SH3520-2004
14.奥氏体高合金钢与碳素钢、低合金钢焊接，选用焊接材料应保证焊缝金属的抗裂性能和力学性能，当设计温度不超过370℃时采用铬、镍含量可保证焊缝金属为奥氏体的不锈钢焊接材料；当设计温度高于370℃时，宜采用镍基焊接材料。

NBT47015-2011
镍基焊接材料：
15.焊缝返修应在热处理前进行，已完成热处理的焊接接头发生焊缝返修时，返修后应重新进行热处理。

16返修时，如需预热，预热温度应高于原焊缝预热温度，范围适当扩大。

同一部位返修次数不宜超过2次，第3次返修需经项目技术负责人批准。

NBT47015-2011
17.预热：预热的主要目的是为了降低钢材的淬硬程度，延缓焊缝的冷却速度，以利于氢的逸出和改善应力条件，从而降低接头的延迟裂纹倾向。

预热不仅考虑钢材的淬硬性和焊件厚度，还应考虑结构刚性，母材的供货状态等。

SH3520-2004释义
管道预热温度见下图-SH3501-2011
设备预热温度见下图NBT47015-2011
18.后热：对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件应采取后热措施。

时机-后热应在焊后立即进行。

后热温度一般为200-350℃，保温时间与后热温度、焊缝金属厚度有关，一般不少于30min。

NBT47015-2011
后热目的：温度达到200℃以后，氢在钢中非常活跃，有利于氢的逸出，消氢效果较好。

SH3520-2004
19.对冲击有要求的焊件应控制线能量，每条焊道线能量都不能超过焊接工
艺评定合格的限值。

Q=IXUX60/V (KJ/cm)
20.施焊时不得在焊件表面引弧或试电流。

含镍低温钢、不锈钢、铬钼合金钢以及材料标准抗拉强度下限值等于或者大于540MPa的钢材管道，焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷。

21.公称直径等于或大于500mm管道的对接焊缝，宜采用单面焊接双面成型的焊接工艺或在焊缝根部进行封底焊（在方便人员进出时，也可采用双面焊接方式，即先焊内侧后焊外侧）；公称直径小于500mm的管道对接焊缝的根部焊道应采用氩弧焊。

22.焊缝符号表示方法GB/T324-2008
23坡口制备：碳素钢和标准抗拉强度下限值不大于540Mpa的强度性的低合金钢可采用冷加工方法，也可采用热加工方法。

耐热型低合金钢、高合金钢和标准抗拉强度下限值大于540Mpa的强度性低合金钢，宜采用冷加工方法。

若用热加工方法，对影响焊接质量的表面层，应采用冷加工方法去除。

24.不锈钢坡口两侧应做必要防护，防止沾附焊接飞溅。

25.焊接坡口应考虑减少焊接残余变形与应力、有利于焊接防护、焊工操作方便。

26.不锈钢复合钢板焊接时一般应采用先焊接基层焊缝，然后焊接过渡层，最后焊接复（覆）层，设备或者卷制管道A类焊缝与B类焊缝焊接丁字口时，A 类焊缝两侧过渡层和复层应预留50mm左右，待B类焊缝焊接完成后再焊接过渡层和复层。

27.不得用碳钢焊材、低合金钢焊材在覆层母材、过渡焊缝和覆层焊缝上施焊。

如因焊接操作、焊接工序等原因无法按照以上焊接顺序焊接，（例如
∮168复合钢管，内侧为不锈钢复层），应改变焊材，采用不锈钢焊材进行焊接。

28.焊缝布置要求：
1．管道焊缝不宜在管托的范围内，若焊缝被管托覆盖，则被覆盖的焊缝部位应进行100%射线检测。

需要热处理的焊缝，外侧距支吊架边缘的净距离宜大于焊缝宽度的5倍，且不小于100mm（SH3501-2011）
2.除定型管件外，直管段上两条对接焊缝间的距离，不应小于3倍焊件的厚度，需焊后热处理时不应小于6倍焊件的厚度且管道公称直径小于150mm 时，焊缝间的距离不小于外径，且不小于50mm：公称直径大于或等于150mm 时，焊缝间的距离不小于150mm（SH3501-2011）
3.管道在焊接接头及其边缘上不宜开孔。

若开孔时，应对开孔中心1.5倍开孔直径范围内的焊接接头进行100%射线检测，其合格标准符合相应的管道将级别要求。

（SH3501-2011）
4.管道卷管环向焊接接头对口时，相邻管子的两纵向焊缝应错开，错开的间距不应小于100mm。

（SH3501-2011）
5.管道焊制管件无法避免十字焊缝时，该部位焊缝应经射线检测合格，检测长度不应小于250mm。

（SH3501-2011）
6.设备壳体上焊接接头的布置应满足1.相邻筒节A类接头间外圆弧长应大于板材厚度的3倍，且不小于100mm。

2.封头A类拼接接头、封头上的嵌入式接管A类接头，与封头相邻筒节的A类接头相互间外圆弧长，均应大于钢材厚度的3倍，且不小于100mm。

3.组装筒体中，任何单个筒节的长度不得小于300mm。

4.不宜采用十字焊缝。

注：外圆弧长是只接头焊缝中心线之间、沿壳体外表面的距离。

7.容器内件和壳体件的焊接应尽量避开壳体上的AB类焊接接头。

8.容器上凡被补强圈、支座、垫板等覆盖的焊缝，均应打磨至与母材齐平。

第四部分：焊接缺陷
咬边：焊缝与焊件交界处所形成的凹陷。

产生原因：电流太大，电弧拉的过高，焊接角度不合适。

说明；重要结构、SHA1和SHB1的管道、不锈钢和抗拉强度下限值等于或大于540MPa的合金钢管道焊缝表面，或标准抗拉强度下限值大于等于540MPa低合金钢材制造的压力容器、Cr-Mo低合金钢材制造的压力容器、承受循环载荷的压力容器、有应力腐蚀的压力容器、低温压力容器、焊接接头系数为1.0的压力容器。

不得有咬边现象。

其他管道焊缝咬边深度不应大于0.5mm、连续咬边长度不大于100mm，且焊缝两侧咬边总长不大于该焊缝全长的10%。

焊瘤：在焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的金属瘤。

产生原因：电流过大、焊接速度太慢、焊条角度或运条方法不正确、焊件装配间隙太大。

气孔：焊接熔池的气泡在结晶时来不及逸出而残留下来所形成的空穴。

产生原因：被焊部位表面有锈、油污、电弧过长，空气与熔池接触、焊材受潮等。

夹渣：焊后残留在焊缝中的熔渣
产生原因：焊件边缘及焊层之间清理不干净、电流过小，速度快。

运条不正确、倒流等。

说明：夹渣宜造成应力集中、降低焊缝力学性能，宜产生裂纹。

未焊透：焊接时接头根部未完全熔透的现象
：
产生原因：坡口角度或间隙太小、焊速太快，电流太小，电弧长、角度不正确等。

裂纹：裂纹是一种最严重的缺陷，不允许存在裂纹。

产生原因：存在低熔点共晶杂质，焊接接头存在较大应力、扩散氢的作用，出现裂纹必须全部去除。

第五部分：焊接工艺评定（NB/T47014-2011）
1.什么是焊接工艺评定？（PQR）
为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。

综合反映工厂焊接技术水平和实施产品焊接的能力。

2.焊接工艺评定适用范围？
承压设备（锅炉、压力容器、压力管道）的对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定、耐蚀堆焊评定、复合金属材料焊接工艺评定等。

3.焊接工艺评定的重要性和特点。

随着我国工业现代化的迅速发展，焊接技术在管道、锅炉、压力容器、建筑结构等领域的应用越来越广泛，涉及到国内外非常多的焊接材料，对产品质量安全也更加严格。

因此焊接工艺评定是解决在相同具体的工艺条件下的使用性能的达到标准合格要求，如力学性能、耐腐蚀性能等。

焊接工艺评定以原材料的焊接性能为基础，避免了把实际产品当试验件，保证产品达到产品及设计要求。

4.什么是焊接工艺规程？（WPS）
根据合格的焊接工艺评定报告编制的，用于产品施焊的焊接工艺文件。

（焊接作业指导书）
5.焊接工艺评定的程序有哪些？
焊接工艺评定是按照所拟定的焊接工艺，依据标准规范程序，焊接试件、检验试样、测定焊接接头是否具有所有要求的性能。

6.焊接工艺评定的一般过程：
制定评定方案—拟定焊接工艺指导书—制备评定试件—试件焊接—试件无损检测—制备试样—试验—试验评定—编制评定报告；
7.焊接工艺评定的目的：在于获得焊接接头力学性能符合要求的焊接工艺；验证焊接工艺的正确性和可靠性；掌握按拟定的焊接的接头性能是否符合设计要求
8.焊接工艺的作用：
指导焊接生产的重要技术文件。

规范焊接参数、解决生产中的焊接问题。

9.对制作焊评相关要求：
9.1焊接工艺评定在本单位进行。

9.2.焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，金属材料、焊接材料应符合相应标准。

9.3.由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件。

10.焊接工艺评定
10.1焊接工艺因素的分类
10.1.1重要因素：影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素，例如焊接方法、焊接材料等。

改变重要因素，需重新进行焊接工艺评定。

10.1.2补加因素：影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素，如线能量、层间温度等。

改变补加因素，需要补加冲击试件。

10.1.3次要因素：对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素，如坡口形式、间隙等。

改变次要因素，只需变更焊接作业指导书。

10.2对各种工艺因素的分析
10.2.1.焊接方法：改变焊接方法需要重新评定（见下表）；当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法（或工艺时）可采用组合评定和分别评定两种方法。

10.2.2. 金属材料
根据金属材料的化学成分、力学性能和焊接性能将焊制承压设备用母材分类
10.2.3.填充材料：包括焊条、焊丝、焊剂和附加填充金属。

均是重要因素。

（见下表，不一一例举）
10.2.4.焊接位置：包括平焊、横焊、立焊、仰焊等，只有将位置改变为向上立焊时为补加因素，其他均为次要因素。

10.2.5.预热：包括预热和不预热，预热温度降低50摄氏度以上时，需要重新评定。

10.2.6.气体：包括可燃气体和保护气体，均为重要因素。

10.2.7.焊后热处理：包括不进行热处理和焊后进行热处理、改变热处理方式或改为不热处理，均需要重新评定。

10.2.8.电特性：改变热输入、电源极性影响焊接接接头冲击韧性的为补加因素。

10.2.9. 焊缝形式：对接焊缝的试件评定合格的工艺适用于焊件角焊缝：板材对接焊缝试件评定合格的工艺亦适用于管材的对接焊缝，反之亦可；管与板角焊缝评定合格的工艺适用于板材角焊缝，反之亦可；坡口形式、根部间隙为次要因素。

10.3对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定
通用评定规则。